第5章 周长
四人对视,都能看到对方眼中的诧异和不可思议。 江子犹豫片刻,“我觉得这个数字好像是……自然对数?” 在场的四个人当中,就数他的学历最低,作为卡西尼站的修修修修修修理工兼站长,平时干得最多的是体力活,学术问题中插不上嘴。 梁敬,楼齐和胡董海交换眼神,他们谁也不敢随意下论断,但这串数字又着实太著名,莫说是江子,就算是一个中学刚刚毕业的学生站在这里,他也能一眼认出来,屏幕上的数字就是自然对数底数e。 “巧合?”楼齐说,“胡主任,这是巧合吧?” 楼齐是在场众人中最年轻的,他是卡西尼站的网络工程师,负责服务器机房和系统的维护。在敲代码上他最在行,数学和物理上的问题不算擅长,但自然对数他还是认识的,而且他也知道这是个无理数。 “还能再精确么?”胡董海抬起头,“大白,这个数字还能再精确一点么?” “主任,您需要再精确多少位?” “尽你所能,精确到极限。” “好的,诸位请勿再触摸样品,稍稍后退一步。”大白温和的声音从扩音器中传出来,“我正在调试光压质量检测……” 几分钟后。 “调试完毕,称量完毕,结果数值贴合e。” “有多贴合?” “在量程范围内完全贴合。” 四人深吸了一口气。 “完全吻合,没出错?” “是的,至少在精密光压秤的量程内完全吻合。” “还能再精确么?” “很抱歉,主任,我已经精确到了10∧-18千克,现有硬件条件已经无法进一步精确测量。” 大白的声音很平稳,它毕竟是个没有感情的人工智能,只会忠实地完成任务。 “如果真的是自然常数e。”梁敬问,“这意味着什么?” “不可能,绝对不可能。”楼齐摇头,“e是个无理数,它只在数学上有意义,现实生活中怎么可能测得出来?” “为什么不存在?”江子插了一句,“我画一个边长为1厘米的正方形,它的对角线长度不就是√2厘米吗?” “数学概念上这么算当然是正确的,但是实际工程测量中你无法真正画出一个边长为1厘米的正方形,√2是个无限不循环小数,无论你的精度有多高,你也只能无限逼近它,而不可能与它完全吻合。”梁敬解释,“如果你的工具精度是毫米级,那么你画出来的√2就是1.41厘米,如果精度是微米级,那你能画出的√2就是1.41421厘米,你可以永远精确下去,但这不会有止境。” “自然常数有现实意义,但它是用来表示增长极限的。”梁敬接着说,“它可以出现在计算中,但不可能出现在实际的工程测量结果中。” 江子沉默下来,他也隐隐察觉到其中的诡异。 一个对角线为√2的正方形? 一个质量为e的黑球? 无论你怎么精确,无论你精确到小数点后多少位,最终都发现与标准答案完全吻合。 真是活见鬼了。 “我说哥几个,咱们把它从冻土层里挖出来,东摸西摸,折腾这么长时间,难道一丁点质量都没有损耗?”江子忽然意识到了另一个问题,“即使它的质量真的是2.7182818无限不循环,为什么大白测到小数点后十八位还能完全吻合?我随便敲敲,它起码也会损失哪怕0.0000000001克的质量吧?” 江子念零都念得舌头打结了。 “不知道。” “没法理解。” 另外三人不约而同地摇头。 其实江子说的有道理,精密光压质量检测仪可以把质量称量精确到小数点后十几位,千分之一微克万分之一微克甚至十万分之一微克,到了这个精度,吹口气都会造成巨大的数值波动,而黑球是从地下挖出来的,作业环境粗暴又恶劣,江子这个莽汉一镐子敲下去,花岗岩都能砸裂。 为什么它的质量没有丝毫损失? “要不我试试?”江子东张西望,目光落在实验台上的锤子上,“敲它一锤子,看看质量有没有变化?” 三人连忙制止,开什么玩笑。 “这世上有没有什么东西是绝对不可分割,不可能损失质量的?”梁敬问。 楼齐扭头看向胡董海,后者才是物理学家。 “电子简并态……或者中子简并态天体,自身引力大到超过了中子简并力,把原子核紧紧地压在一起,这样的天体几乎不可分割,也就是我们俗话所说的中子星,但中子星的密度每立方厘米超过一亿吨。” 胡董海扬起胡茬下巴指了指手套箱中的黑球,意思是如果这玩意是个中子星,那么它恐怕会和半个土卫六一样沉。 “除了中子星呢?” “那么宏观世界中不存在了。”胡董海回答,“在微观尺度上存在不可分割,质子以及其他基本粒子可以认为不可分割,或者说分割之后不能稳定存在的,因为夸克禁闭不允许单个夸克存在,所以不存在单个夸克或者二分之一个质子,另外量子是最基本的能量单位,同样不可分割,但和这个黑球显然没什么关系,它又不是个质子。” 胡董海注视着那个黑色球体,长久的科研工作带给了他某种敏锐的直觉,靠着这种直觉他常常能比其他人更快找到问题的答案,但这一次直觉失灵了。胡董海隐隐地察觉到这个球体的不同寻常,这种不同寻常不仅是在物理上,而且还在数学上,它仿佛是个完全封闭的个体,生来就封闭,物理上和数学上的封闭,与外界没有任何信息交流。 如果这个黑球是个圆,那么人类在数轴和坐标系上可能找不到它的位置。 尽管大白的极限只能计算到小数点后十八位,但胡董海本能地觉得如果再继续精确下去,得到的答案仍然会是e。 自然常数e,这个无理数,这个超越数,这个经常活跃在数学家纸笔和黑板上的数字,居然会出现在千克这个单位的前头。 真是活见鬼了,连千克这个单位本身都是人为界定的,自然界中又不存在千克的天然概念。 违和。 错乱。 极强的违和感和错乱感。 像是有什么人凭空把e这个数字单独摘了出来,然后硬生生地塞进了质量里。 不过这个想法过于疯狂,他没敢直接说出口。 “这个问题先放放。”楼齐叹了口气,“我们看看其他数据……接下来测测直径和周长什么的吧,大白,这东西最大周长是多少?” 31.4厘米。 四人都一愣。 他们隐隐地不安。 “大白,再精确一点!”楼齐喊。 31.41593厘米。 胡董海缓缓瞪大了眼睛。 “大白,再精确!再精确一点!” 大白调试测量仪器,改变量程,两道绿色的激光从手套箱底部的小孔中射出来,逐渐逼近黑球——它开始进一步精确,然后把结果放了出来。 实验室里长久的沉默。 “cao!”江子下意识地脱口而出。 31.41592653589793厘米。